一種電池均衡通道自適應極性切換電路制造技術

本發明專利技術公開了一種電池均衡通道自適應極性切換電路，其包括電池、開關以及均衡通道，其還包括差分電路、比較電路、互鎖電路以及極性切換電路；所述電池依次通過開關、極性切換電路進而與均衡通道連接，通過差分電路采集電池連接至均衡通道的電壓，并通過比較電路判斷出極性，通過互鎖電路驅動性切換開關電路切換電池與均衡通道之間的極性連接關系。本發明專利技術通過硬件實現極性自動切換，無需軟件控制，不會因為軟件出錯而導致極性切換錯誤，避免發生危險事故。本發明專利技術作為一種電池均衡通道自適應極性切換電路，廣泛適用于電池管理技術領域。

Battery equalization channel adaptive polarity switching circuit

The invention discloses a battery equalization channel adaptive polarity switching circuit, which comprises a battery, a switch and a balanced channel, which also includes a differential circuit, a comparison circuit, an interlock circuit and a polarity switching circuit; the battery are then connected to equalize the channel through the switch, a polarity switching circuit, the voltage difference the battery is connected to the channel equalization circuit acquisition, and through the comparison circuit to judge the polarity, the polarity connection between the drive interlock circuit of switch circuit switch and battery equalizing channel. The invention realizes the automatic switching of polarity through hardware, without the need of software control, and the polarity switching error can not be caused by software error. The invention relates to a battery equalization channel adaptive polarity switching circuit, which is widely applicable to the technical field of battery management.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電池管理
，尤其一種應用于電池組管理的電池均衡通道自適應極性切換電路。
技術介紹
隨著人類對環境保護意識的提高，新能源技術得到廣泛應用。其中儲能技術及新能源電動汽車得到飛速發展，在儲能產品及電動汽車的核心是電池，而電池的核心在電池管理系統（BMS）。電池管理系統（BMS）作為實時監控、自動均衡、智能充放電的電子部件，起到保障安全、延長壽命、估算剩余電量等重要功能，是動力和儲能電池組中不可或缺的重要部件。而在電池管理系統中，由于電池的差異性，導致電池容量一致性不好。在這里，均衡是必不可少的一個環節，均衡技術可以拉低電池之間的差異，使其工作在同一狀態下。目前在電池管理單元中，用于主動式均衡的極性切換電路主要有兩種，一種是繼電器切換型，另一種是MOS管切換型，當前實現方案都是由軟件控制。均衡開啟時，用軟件根據選擇的電池控制4個MOS管的打開和關閉，當軟件控制邏輯出錯，或者軟件跑飛，更甚于軟件死機時，則可能出現控制錯誤，當極性切換出錯時，則會造成電池和均衡電源短路，發生危險事故。
技術實現思路
為了解決上述技術問題，本專利技術的目的是提供一種安全性能高的電池均衡通道自適應極性切換電路。本專利技術所采用的技術方案是：一種電池均衡通道自適應極性切換電路，其包括電池、開關以及均衡通道，其還包括差分電路、比較電路、互鎖電路以及極性切換電路；所述電池依次通過開關、極性切換電路進而與均衡通道連接；所述開關的輸出端依次連接有差分電路、比較電路以及互鎖電路，所述互鎖電路的輸出端與所述極性切換電路的輸入端連接，通過差分電路采集電池連接至均衡通道的電壓，并通過比較電路判斷出極性，通過互鎖電路驅動極性切換電路切換電池與均衡通道之間的極性連接關系。進一步，所述極性切換電路包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管以及第四MOS管組成的橋式電路，所述橋式電路的輸入端分別電池和驅動電路的輸出端連接，其輸出端與所述均衡通道連接。進一步，所述差分電路包括第一運算放大器，其正向輸入出、反向輸入端分別與電池的正負端連接，其輸出端與比較電路的輸入端連接，其反向輸入端與輸出端之間還連接有一電阻。進一步，所述比較電路包括第二運算放大器、第三運算放大器、第一分壓電阻以及第二分壓電阻，所述第二運算放大器的正向輸入端和第三運算放大器的反向輸入端與所述第一運算放大器的輸出端端連接，所述第二運算放大器的反向輸入端通過第一分壓電阻與+12V連接，所述第三運算放大器的正向輸入端通過第二分壓電阻與-12Ｖ連接。進一步，所述互鎖電路包括第五MOS管、第六MOS管、第一三極管、第二三極管、第一電阻、第二電阻、第三電阻以及第四電阻，所述第二電阻的一端第五MOS管的柵極連接，另一端與其源極連接，所述第一電阻的一端與第五MOS管的柵極連接，其另一端與第二運算放大器的輸出端連接，所述第五MOS管的源極與第三運算放大器的輸出端連接，所述第五MOS管的漏極與所述第一三極管的基極連接，所述第一三極管的集電極與所述極性切換電路的輸入端連接，所述第一三極管的發射極與+12V連接；所述第四電阻的一端第六MOS管的柵極連接，另一端與其源極連接，所述第三電阻的一端與第六MOS管的柵極連接，其另一端與第三運算放大器的輸出端連接，所述第六MOS管的源極與第二運算放大器的輸出端連接，所述第六MOS管的漏極與所述第二三極管的基極連接，所述第二三極管的集電極與所述極性切換電路的輸入端連接，所述第二三極管的發射極與+12V連接。進一步，所述互鎖電路還包括第一放電二極管和第二放電二極管，所述第一放電二極管的正極與所述第五MOS管的柵極連接，其負極與第二運算放大器的輸出端連接；所述第二放電二極管的正極與所述第六MOS管的柵極連接，其負極與所述第三運算放大器的輸出端連接。本專利技術的有益效果是：本專利技術一種電池均衡通道自適應極性切換電路，其包括電池、開關以及均衡通道，其還包括差分電路、比較電路、互鎖電路以及極性切換電路；所述電池依次通過開關、極性切換電路進而與均衡通道連接，通過差分電路采集電池連接至均衡通道的電壓，并通過比較電路判斷出極性，通過互鎖電路驅動性切換開關電路切換電池與均衡通道之間的極性連接關系。本專利技術通過硬件實現極性自動切換，無需軟件控制，不會因為軟件出錯而導致極性切換錯誤，避免發生危險事故。附圖說明下面結合附圖對本專利技術的具體實施方式作進一步說明：圖1是本專利技術的電路模塊示意圖；圖2是本專利技術的電路原理圖。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。如圖1所示，一種電池均衡通道自適應極性切換電路，其包括電池、開關以及均衡通道，其還包括差分電路、比較電路、互鎖電路以及極性切換電路；所述電池依次通過開關、極性切換電路進而與均衡通道連接；所述開關的輸出端依次連接有差分電路、比較電路以及互鎖電路，所述互鎖電路的輸出端與所述極性切換電路的輸入端連接，通過差分電路采集電池連接至均衡通道的電壓，并通過比較電路判斷出極性，通過互鎖電路驅動極性切換電路切換電池與均衡通道之間的極性連接關系。通過差分電路采集電池連接至均衡通道的電壓，并通過比較電路判斷出極性，通過互鎖電路驅動性切換開關電路切換電池與均衡通道之間的極性連接關系，其中互鎖電路還可以用來防止信號競爭冒險造成短路狀態。本專利技術通過硬件實現極性自動切換，無需軟件控制，不會因為軟件出錯而導致極性切換錯誤，避免發生危險事故。進一步作為優選的實施方式，如圖2所示，所述差分電路包括第一運算放大器U1A;所述第一運算放大器U1A，其正向輸入出、反向輸入端分別與電池的正負端連接，其輸出端與所述第二運算放大器U1D的正向輸入端和第三運算放大器U1C的反向輸入端連接，其所述第一運算放大器U1A的反向輸入端與其輸出端之間還接有電阻R8。當通道選定之后，極性切換控制電路會自動開始工作。第一運算放大器U1A放構成一個差分電路，用來采集通道打開后送過來的電壓是正壓還是負壓。U1A運放處于深度負反饋狀態，根據虛斷得：運放同相端：V+=V1/(R5+R7)*R7（1）即V+=V1/2（2）運放反相端：設流過R6的電流為I，則流過R8的電流也是I。則(V2-V-)/R6=(V--Vout)/R8（3）同時R6=R8=100K（4）即V-=(Vout+V2)/2（5）根據虛短得：V+=V-（6）V1/2=(Vout+V2)/2（7）即Vout=V1–V2（8）從（8）式可知，運放U1B實現將通道打開后送過來的電壓進行了做差，當輸入V1為電池正極，V2為電池負極時，運放U1B輸出為正，大小為電池電壓。反之U1A輸出為負，大小亦為電池電壓。在此，正常工作時，輸出最大絕對值輸出不超過4.2V，最小輸出絕對值不低于2V（電池電壓介于2V~4.2V之間）。同時，當不開均衡通道是，輸出為0。所述比較電路包括第二運算放大器U1C和第三運算放大器U1D;所述第二運算放大器U1C的反向輸入端與電阻R9與+12V連接，所述第三運算放大器U1D的正向輸入端電阻R8與-12Ｖ連接。第二運算放大器U1D為同相比較器，反相端參考電壓為1.57V。第二運算放大器U1C為反相比較器，同相端參考電壓為-1.57V。當Vout為正時（介于2~4.2V之間），U1D的同相端大本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電池均衡通道自適應極性切換電路，其包括電池、開關以及均衡通道，其特征在于：其還包括差分電路、比較電路、互鎖電路以及極性切換電路；所述電池依次通過開關、極性切換電路進而與均衡通道連接；所述開關的輸出端依次連接有差分電路、比較電路以及互鎖電路，所述互鎖電路的輸出端與所述極性切換電路的輸入端連接，通過差分電路采集電池連接至均衡通道的電壓，并通過比較電路判斷出極性，通過互鎖電路驅動極性切換電路切換電池與均衡通道之間的極性連接關系。

【技術特征摘要】
1.一種電池均衡通道自適應極性切換電路，其包括電池、開關以及均衡通道，其特征在于：其還包括差分電路、比較電路、互鎖電路以及極性切換電路；所述電池依次通過開關、極性切換電路進而與均衡通道連接；所述開關的輸出端依次連接有差分電路、比較電路以及互鎖電路，所述互鎖電路的輸出端與所述極性切換電路的輸入端連接，通過差分電路采集電池連接至均衡通道的電壓，并通過比較電路判斷出極性，通過互鎖電路驅動極性切換電路切換電池與均衡通道之間的極性連接關系。2.根據權利要求1所述的電池均衡通道自適應極性切換電路，其特征在于：所述極性切換電路包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管以及第四MOS管組成的橋式電路，所述橋式電路的輸入端分別與電池和驅動電路的輸出端連接，其輸出端與所述均衡通道連接。3.根據權利要求1或2所述的電池均衡通道自適應極性切換電路，其特征在于：所述差分電路包括第一運算放大器，其正向輸入端、反向輸入端分別與電池的正負端連接，其輸出端與比較電路的輸入端連接，其反向輸入端與輸出端之間還連接有一電阻。4.根據權利要求2所述的電池均衡通道自適應極性切換電路，其特征在于：所述比較電路包括第二運算放大器、第三運算放大器、第一分壓電阻以及第二分壓電阻，所述第二運算放大器的正向輸入端和第三運算放大器的反向輸入端與所述第一運算放大器的輸出端端連接，所述第二運算放大器的反向輸入端通過第一分壓電阻與+12V連接，所述第三...

【專利技術屬性】
技術研發人員：范家閂，張鑫，李仁彪，
申請(專利權)人：深圳市科陸電子科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44